自由曲面混凝土壳体结构静力试验研究

自由曲面结构不仅要具备良好的建筑表现力也要保证其受力合理性。利用自由曲面结构形态创建的非均匀有理B样条-梯度法（NURBS-GM）得到典型的凹凸自由曲面作为研究对象，制作混凝土壳体模型结构并进行静力试验研究。结果表明：弯曲应力在正负高斯曲率过渡区与支座附近较大，但整个结构主要仍以薄膜应力的形式抵抗荷载，随着荷载的增加薄膜应力分布有所变化，特别是正负高斯曲率过渡区变化较显著。上表面裂缝在正负高斯曲率过渡区出现并向支座附近发展，下表面则基本是加载点附近裂缝的连线并延伸至支座附近。整个加载过程中，裂缝出现较晚，但数量较多，最终在加载点附近发生局部强度破坏。荷载位移曲线在弹性阶段斜率较大，并有较长的塑性发展段。采用ABAQUS有限元分析软件对试验模型进行有限元模拟并与实测数据进行对比，二者吻合较好。